способ получения концентрированного молочно-белкового ингредиента с последующим получением из него плавленого сыра

Формула изобретения

1. Способ получения концентрированного молочно-белкового ингредиента, используемого в качестве текстурирующего агента, предусматривающий стадии:

получения раствора, имеющего каппа-казеин-содержащий молочный белок, который является ультраконцентратом мембранной фильтрации, регулирования содержания дивалентного иона вышеуказанного белкового раствора до заданного уровня, при котором после обработки молочным коагулирующим ферментом не образуется значительного количества геля, добавления пищевого молочного коагулирующего фермента при условиях реакции, подходящих для превращения вышеуказанного каппа-казеина в пара-каппа-казеин, при этом поддерживая его в растворе, инактивирования и удаления вышеупомянутого фермента, и концентрирования вышеуказанного раствора.

2. Способ по п.1, в котором другие белки добавляют или они присутствуют в вышеупомянутом растворе молочного белка.

3. Способ по п.2, в котором вышеуказанные другие белки добавляют к вышеуказанному раствору молочного белка до регулирования содержания вышеуказанного дивалентного иона.

4. Способ по п.1, в котором вышеуказанный дивалентный ион является ионом кальция.

5. Способ по п.1, в котором содержание вышеуказанного дивалентного иона регулируют катионным обменом, используя пищевой катионообменник.

6. Способ по п.1, в котором содержание вышеуказанного дивалентного иона регулируют добавлением моновалентного катиона из источника, разрешенного для пищевых применений.

7. Способ по п.6, в котором вышеуказанный моновалентный катион является калием, натрием или водородом.

8. Способ по п.1, в котором вышеуказанный пищевой фермент - это сычужный фермент.

9. Способ по п.1, в котором содержание вышеуказанного дивалентного иона уменьшают на не менее 25% от его содержания в обезжиренном молоке.

10. Способ по п.1, в котором содержание вышеуказанного дивалентного иона уменьшают на не менее 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100% от его содержания в обезжиренном молоке.

11. Способ по п.1, в котором вышеуказанный каппа-казеин превращают в пара-каппа-казеин при уровне рН в пределах от 4,5 до 7,5, при температуре от 0 до 70°С.

12. Способ по п.11, в котором вышеуказанную конверсию осуществляют при 10, 20, 30, 40, 50 или 60°С.

13. Способ по п.1, в котором жир или пищевое растительное масло добавляют к вышеуказанному раствору молочного белка.

14. Способ по п.13, в котором вышеуказанный жир является сливками.

15. Способ по п.13, в котором вышеуказанный жир является молочным жиром.

16. Способ по п.1, в котором вышеуказанный молочный белок получают из цельного молока.

17. Способ по п.1, который выполняют как периодический способ.

18. Способ по п.1, который выполняют как непрерывный способ.

19. Способ по п.1, который выполняют как комбинацию периодического и непрерывного способов.

20. Способ по п.1, который включает дополнительную стадию нагревания вышеуказанного концентрированного раствора для образования плавленого сыра.

21. Способ по п.20, который включает стадию объединения вышеуказанного концентрированного раствора с ингредиентами для сыроварения до или во время вышеуказанной стадии нагревания.

22. Способ по п.1, который включает дополнительную стадию сушки вышеуказанного концентрированного раствора молочного белка.

23. Способ по п.22, который включает дополнительную стадию регидратирования вышеуказанного высушенного раствора горячей водой и смешиванием для образования сыра.

24. Способ по п.23, в котором вышеуказанную воду нагревают до смешивания.

25. Способ по п.23, в котором вышеуказанную воду нагревают во время или после смешивания.

26. Способ по п.23, в котором вышеуказанную воду нагревают в интервале от 30 до 100°С.

27. Способ по п.23, в котором вышеуказанная гидрирующая вода содержит кальций.

28. Способ по п.1, который включает предварительную стадию мембранной фильтрации молока и извлечение ультраконцентрата молочного белка, образованного в результате.

29. Способ по п.28, в котором вышеуказанная мембранная фильтрация - это ультрафильтрация.

30. Способ по п.29, в котором ультрафильтрация включает диафильтрацию.

31. Применение ингредиента, полученного способом по п.27, в производстве сырного продукта.

32. Применение по п.31, в котором сырный продукт является намазываемым.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается способа получения концентрированного молочно-белкового ингредиента, используемого в сыроделии. Изобретение также касается применения такого ингредиента для приготовления сыроподобного геля и в качестве ингредиента при изготовлении сыра и плавленого сыра.

Известно много способов, в которых сыры и сыроподобные продукты получают, используя рекомбинирование компонентов без выделения сыворотки или излишка жидкости. Продукты, полученные таким способом, известны как полностью рекомбинированные. Широкий спектр концентрированных молочных белков используется как ингредиенты при производстве рекомбинированных сыров. Ультрафильтрованное молоко (ретентат), концентрат молочного белка (MPC) и сухие ультраконцентраты являются ингредиентами, используемыми в производстве сыра и рекомбинированного сыра. Особенностью сухих ингредиентов, использованных при производстве полностью рекомбинированного сыра, является то, что может быть затруднено введение воды в ингредиенты, а также трудно получить стабильную эмульсию с жиром. Известно, что молочный белок, обработанный сычужным ферментом, влияет на текстуру сырных продуктов и возможность включения жира в белково-водную эмульсию.

Один из традиционных способов производства сыра использует коагулирующие молоко ферменты для получения сгустка. Предпочтительно используют химозин (сычужный фермент). Сычужный фермент оказывает комплексное воздействие на сырное молоко. Вкратце, протеолитические ферменты, такие как сычужный фермент, модифицируют каппа-казеин с получением пара-каппа-казеина. Гель или сырный сгусток может образоваться при нагревании ферментированного молока при температурах выше 20°С. По существу при любом концентрировании ферментированное молоко трудно сгущать без образования геля, что, в свою очередь, ухудшает процесс концентрирования.

Главным техническим барьером в решении проблемы ферментативного гелеобразования при концентрировании является возможность образования желаемого конечного продукта, при этом сохранение способности к гелеобразованию в конечном итоге. Необходимо найти способ, при котором возможно выключение способности к гелеобразованию в течение приготовления ингредиента и затем восстановление этой способности, когда это потребуется при производстве сыра.

Специалисту в области сыроделия известно, что на свойства геля, образующегося при воздействии ферментов, влияет содержание ионов кальция в молоке. Следовательно, хлористый кальций, являющийся разрешенной добавкой при производстве натурального сыра, используется в тех случаях, когда прочность сырного зерна недостаточна.

Также известно, что в молоке кальций распределяется между растворимой формой в фазе сыворотки и нерастворимой формой (такой как казеиновый комплекс фосфатных соединений) в мицеллах (Singh and Fox, 1987). Между этими двумя формами существует равновесие. Ультрафильтрация в сочетании с диафильтрацией позволяют удалить значительное количество растворимого кальция из молока. Известны способы, облегчающие удаление растворимого кальция, такие как мембранное концентрирование, подкисление молока или ультраконцентрата, предварительно или во время обработки, или добавление соли, или добавление хелатных добавок кальция, таких как соль лимонной кислоты (Bastian, Collinge and Ernstorm, 1991). Существует практическое и экономическое ограничение для использования таких добавок, если необходимо полное подавление гелеобразования при добавлении сычужного фермента. Стоимость или затраты по использованию диафильтрованного растворенного вещества, прошедшего через мембрану, становятся весьма неэкономичными, так как объем диафильтрации увеличивается, особенно когда используют агенты для удаления кальция.

Известно, что когда растворы казеината натрия обрабатывают сычужным ферментом, гель не образуется. Однако гель может образовываться при добавлении кальция и при нагревании. (Varnam & Sutherland, 1994). Обработка обезжиренного молока соединением, связывающим кальций, таким как цитрат или ЭДТК (этилендиамин-тетрауксусная кислота), позволяет удалять не менее 33% коллоидного фосфата кальция, предотвращает гелеобразование при сычужном ферментировании обезжиренного молока. Однако образование геля впоследствии может быть инициировано добавлением солей кальция (Udabage, McKinnon and Augustin, 2001).

В патенте США 4202907 описан способ, который использует преимущества этих явлений. Подавление гелеобразования в ферментированных растворах молочного белка обеспечивается в этом патенте удалением кальция. Введение кальция на более поздней стадии восстанавливает гелеобразующие характеристики ферментированного молочного белка. Согласно этому патенту получают казеинат натрия сычужного фермента, который сушат без образования геля, в качестве ингредиента для последующего использования. Этот ингредиент смешивают с водой, растворимой солью кальция и измельченным мясом (фаршевой эмульсией). Образованный при нагревании гель удерживает жир и влагу в колбасках и других формованных мясных продуктах в процессе приготовления.

Было бы желательно получить ингредиент сухого сыра, который бы не образовывал гель при добавлении молочного коагулирующего фермента. Желательно получить ингредиент, который можно эффективно высушить и который может быть восстановлен для последующего гелеобразования путем добавления воды с нагреванием, с или без добавления ионов кальция.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы продвинуться в желаемом направлении или, по меньшей мере, предложить полезный выбор в данной области.

Один объект изобретения касается способа получения концентрированного молочно-белкового ингредиента, предусматривающего стадии:

получения раствора, содержащего каппа-казеин-содержащий молочный белок, являющийся ретентатом мембранной фильтрации,

регулирования содержания дивалентного иона в вышеуказанном белковом растворе до заданного уровня, при котором после обработки молочным коагулирующим ферментом не образуется значительного количества геля,

добавления пищевого молочного коагулирующего фермента при условиях реакции, соответствующих превращению вышеупомянутого каппа-казеина в пара-каппа-казеин, при этом поддерживая его в растворе,

инактивирования или удаления вышеуказанного фермента для остановки вышеупомянутого превращения, и

концентрирования вышеуказанного раствора.

В варианте выполнения изобретения добавляют иные белки или используют белки, присутствующие в вышеуказанном растворе молочного белка.

Предпочтительно вышеупомянутые иные белки добавляют к вышеуказанному раствору молочного белка до регулирования содержания дивалентного иона.

Предпочтительно, чтобы вышеупомянутый дивалентный ион был ионом кальция.

Предпочтительно вышеупомянутое содержание дивалентного иона регулируют катионным обменом, используя пищевой катионный ионообменник.

Альтернативно содержание вышеуказанного дивалентного иона регулируют добавлением моновалентного катиона из источника, разрешенного для употребления в пищу.

Предпочтительно, чтобы вышеупомянутым моновалентным катионом был калий, натрий или водород.

Предпочтительно, чтобы вышеупомянутым пищевым ферментом был сычужный фермент.

В одном варианте выполнения изобретения содержание вышеуказанного дивалентного иона уменьшают на не менее 25% от содержания дивалентного иона в обезжиренном молоке.

В другом варианте выполнения изобретения содержание вышеуказанного дивалентного иона уменьшают на не менее 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100% от содержания в обезжиренном молоке.

Предпочтительно вышеуказанный каппа-казеин превращают в пара-каппа-казеин при уровне pH в пределах от 4,5 до 7,5 и температуре в пределах от 0 до 70°С.

В другом варианте выполнения изобретения конверсия проходит при температуре 10, 20, 30, 40, 50 или 60°С.

В одном варианте выполнения изобретения жир или пищевое масло добавляют к вышеупомянутому раствору молочного белка.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанный жир - это сливки.

В другом варианте выполнения изобретения в качестве вышеуказанного жира используют молочный жир.

В другом варианте выполнения изобретения вышеуказанное молоко - это цельное молоко.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанным способом является способ, проводимый партиями.

В другом варианте выполнения изобретения вышеуказанным способом является непрерывный способ.

В дальнейшем варианте выполнения изобретения вышеуказанный способ - это комбинация непрерывного способа и способа, проводимого партиями.

В одном варианте выполнения изобретения способ включает дополнительную стадию нагревания вышеуказанного концентрированного раствора до образования плавленого сыра.

В другом варианте выполнения изобретения способ включает стадию объединения вышеуказанного концентрированного раствора и ингредиентов для производства сыра до или во время вышеупомянутой стадии нагревания.

В другом варианте выполнения изобретения способ включает дополнительную стадию сушки вышеуказанного концентрированного раствора молочного белка.

В дальнейшем способ может включать дополнительные стадии регидратации вышеуказанного высушенного раствора горячей водой и смешивания до образования сыра.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанную воду нагревают до смешивания.

При альтернативном варианте выполнения изобретения вышеуказанную воду нагревают во время смешивания и после.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанную воду нагревают в температурных пределах от 30 до 100°С.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанная вода, осуществляющая регидратацию, содержит кальций.

Изобретение также заключается в получении ингредиента способом, установленным выше.

Другим вариантом осуществления изобретения является получение сыра из ингредиента, обозначенного выше.

В одном варианте выполнения изобретения сыром является плавленый сыр.

В другом варианте выполнения изобретения плавленый сыр является намазываемым сырным продуктом.

В одном варианте выполнения изобретения способ включает предварительную стадию мембранной фильтрации молока и восстановления ультраконцентрата молочного белка, образованного при этом.

В одном варианте выполнения изобретения вышеуказанная мембранная фильтрация - это ультрафильтрация.

В другом варианте выполнения изобретения вышеуказанная ультрафильтрация включает диафильтрацию.

Обобщая, изобретение включает части, элементы, признаки, на которые ссылались или которые обозначили в спецификации заявки, индивидуально или совокупно, и в любой или во всех комбинациях любых двух или более вышеуказанных частей, элементов или признаков. И где упомянутая в этом документе специфическая целостность, эквиваленты которой известны в данной области, на которую это изобретение ссылается, такие известные эквиваленты считаются объединенными здесь, как если бы были изложены индивидуально.

Изобретение имеет вышеописанные признаки и признаки представленных вариантов выполнения, приведенных только в качестве примера.

Изобретение поясняется со ссылкой на чертеж, на котором представлена блок-схема предпочтительного варианта выполнения способа по изобретению, и который включает несколько необязательных стадий.

Описание способа, показанного на чертеже

Молоко, или обезжиренное, или цельное, можно получить из различных источников, таких как поставщики свежего молока, можно восстановить из обезжиренного сухого молока, сухой пахты или цельного сухого молока, включая сухие ультраконцентраты, или их комбинации, с помощью пищевого растворителя. Предпочтительными пищевыми растворителями являются вода и молоко. Можно использовать пахту взамен части исходного молока.

Содержание жира в молоке можно регулировать известными в этой отрасли способами, введением и экстракцией сливок или жира. Можно добавить немолочный жир или растительное масло. Гомогенизация способствует диспергированию жировых или масленых добавок. По желанию исходное молоко можно обогатить молочным ультраконцентратом или сывороточным ультраконцентратом.

Полученное молоко можно пастеризовать. Процесс пастеризации известен в отрасли сыроделия.

Для получения ультраконцентрата молоко концентрируют, с помощью технологии мембранного концентрирования. Предпочтительно диафильтрацию использовать вместе с ультрафильтрацией, поскольку это увеличивает содержание белка, связанное, в свою очередь, с содержанием и лактозы и минеральных солей. Ультрафильтрация и диафильтрация являются методами, хорошо известными в данной отрасли. Проведением ультрафильтрации и диафильтрации можно при желании управлять введением пищевой кислоты или поваренной соли.

В предпочтительном варианте выполнения конечный ультраконцентрат обладает соотношением белка к сухому обезжиренному молочному остатку в пределах 42% и 95%.

Термин «раствор молочного белка», использованный в этом патенте, подразумевает также суспензии молочного белка.

При желании до или после ультрафильтрации казеин и растворимые белки могут подвергаться различной обработке для контроля или модификации их содержаний. Предпочтительно, можно использовать ионообмен, хроматографию, pH и температурные воздействия, результатом которых будет удаление или уменьшение отдельных белков или белковых фракций. При желании можно добавлять белки. Такие белки могут иметь либо молочное, либо немолочное происхождение.

Кроме того, до или после ультрафильтрации казеин и растворимые белки могут подвергаться различной обработке для контроля или модификации их взаимодействия. В предпочтительном варианте выполнения растворимые белки могут стать частично или полностью присоединенными или химически связанными с казеином. Такая обработка может подразумевать термическую, химическую (включая pH), физико-химическую (включая давление) или ферментативную модификации.

Либо до, либо при последующем получении ультраконцентрата можно использовать ионный обмен, для выборочного удаления дивалентных катионов, таких как кальций и магний, и замене этих ионов на моновалентные катионы, такие как натрий, калий или водород, или их комбинации. В обычном коровьем молоке содержание кальция 30 мМ, которое представляет собой около 85% от общего содержания дивалентного катиона. В соответствии с этим изобретением условия обработки таковы, что влияют не только на содержание кальция, но и также приводят к соответствующим изменениям у всех присутствующих дивалентных катионов.

Значительное количество дивалентных катионов удаляют для предотвращения образования сырного сгустка, коагулянта или геля при добавлении сычужного фермента, или сходного пищевого фермента способного вызвать превращение каппа-казеина в пара-каппа-казеин, или агентов, вызывающих превращение растворов казеина в гель в присутствии дивалентных катионов. Предпочтительно использование ионного обмена для удаления желаемого количества дивалентных катионов. При желании конечный желаемый уровень дивалентных катионов можно достигнуть смешиванием частей обработанных и необработанных потоков.

Добавили последующее урегулирование содержания дивалентного катиона, химозина (сычужного фермента) или схожего пищевого фермента, способного превращать каппа-казеин в пара-каппа-казеин. Раствор сычужного фермента выдерживали какой-то период времени, позволяя ферменту реагировать с каппа-казеином. Можно ускорить эту реакцию нагреванием раствора. При желании реакцию конверсии каппа-казеина можно прекратить на выбранной степени конверсии. Предпочтительным способом прекращения реакции является нагревание до инактивирования фермента. На заключительной стадии реакции гель не образуется.

Использованное здесь выражение «молочный коагулирующий фермент» относится к ферменту, который способен обеспечить превращение ("конверсию") каппа-казеина в пара-каппа-казеин.

При желании, поведение белка можно модифицировать добавлением монокатионных солей лимонной кислоты и/или фосфорной кислоты. Нагревание можно применить совместно с использованием этих солей.

По желанию, использованные для модификации белков агенты могут применяться к части производственного технологического потока. Необработанную часть затем смешивают с обработанной частью потока.

Уровень pH раствора можно регулировать до или после любой модифицирующей белки обработки, путем добавления агентов, действующих как кислота или основание. По желанию, раствор проходит цикл в изменении уровня pH между стадией щелочной обработки и последующей стадией кислотной обработки или наоборот. Предпочтительно, pH снижают непосредственным добавлением пищевой кислоты или ее предшественника, т.е. вещества, которое гидролизуется в растворе до образования пищевой кислоты. Молочная кислота является предпочтительным пищевым подкислителем, а предпочтительным исходником молочной кислоты является глюконо-дельта-лактон (ГДЛ) или молочный ангидрид (лактид). Предпочтительным основанием является каустическая сода. Желательно агент, корректирующий уровень pH, развести до прибавления в раствор. Температуру можно регулировать до или после любого регулирования уровня pH.

По необходимости на любой удобной стадии производства технологический поток можно гомогенизировать.

Альтернативно, подкислитель можно приготовить добавлением микроорганизмов, вырабатывающих кислоту (закваска), к раствору, который обрабатывали и получали требуемую кислоту, ферментацией части имеющейся лактозы. Такие закваски известны в области сыроделии.

При соответствующем выборе для достижения необходимого закисания можно использовать сочетание ферментации и прямого введения кислоты.

Обработанный раствор или ферментат, отрегулированный до желаемого конечного уровня pH, предпочтительно концентрировали использованием термического упаривания. Важным существенным признаком изобретения является то, что гелеобразование (т.е. образование сырного сгустка, более понятного термина в области сыроварения), не происходит во время вышеуказанной стадии концентрирования.

По необходимости концентрат можно использовать напрямую как ингредиент в варочном аппарате для плавленого сыра или использовать как ингредиент для приготовления сыра, плавленого сыра и плавленых сыроподобных продуктов.

Альтернативно при последующем концентрировании, концентрат высушивают до того содержания влаги, которое позволяет длительное хранение продуктов при температуре окружающей среды. Предпочтительно, чтобы содержание влаги в сухом порошке было меньше чем 15%. Предпочтительным методом сушки является распылительная сушка.

По желанию на любой стадии перед распылительной сушкой, раствор можно термически обработать для денатурирования белков. Предпочтительная термообработка проходит в пределах от 60 до 140°С за время от 5 секунд до 1 часа.

С одной стороны, возможное добавление пастеризованных сливок, молочного жира и жира немолочного происхождения или растительного масла, для регулирования содержания жира в сухом остатке продукта, проводят на различных стадиях производства перед сушкой. Предпочтительно гомогенизировать смесь, с последующим добавлением источников жира или масла.

По желанию, раствор, содержащий дивалентные катионы, добавляют к концентрату перед сушкой или в процессе сушки, в таких условиях, чтобы не происходило желирование ингредиента при сушке.

Альтернативно порошкообразную соль, содержащую дивалентные катионы, можно добавить к порошку во время или после сушки. По желанию, жир, сливки, подкислители или ароматизаторы в порошкообразной форме могут примешиваться до расфасовки.

Если сухой порошок не используют сразу, его расфасовывают. Предпочтительными упаковками являются мешки, банки или упаковочные системы, они позволяют хранить ингредиент в обычных условиях до двух лет включительно.

Сухой сырный ингредиент можно превращать в съедобный сыр гидратированием и применением нагревания и смешивания. Можно использовать смешивание для облегчения дисперсии порошка в раствор. Дополнительными ингредиентами, которые могут быть добавлены, являются сыр, молочный жир, сливки, жир немолочного происхождения, растительное масло, сухое обезжиренное молоко (СОМ), сухое цельное молоко (СЦМ), концентрат молочного белка (КМБ), казеинат, общий молочный белок (ОМБ ), концентрат сывороточного белка (КСБ), растительный белок, гидроколлоиды или полисахариды, ароматизаторы, красители, соли лимонной и фосфорной кислот и разрешенные пищевые кислоты.

Если требуется, уровень pH можно отрегулировать. Предпочтительный конечный уровень pH смеси, перед нагреванием (приготовлением), находится в промежутке от 5,0 до 8,0. По желанию, до начала приготовления можно добавить закваску и кислоту, позволяющую развиваться ферментации. Альтернативно кислоту можно добавить непосредственно. Предпочтительными подкислителями являются молочная кислота, глюконо-дельта-лактоне (ГДЛ), молочный ангидрид (лактид), лимонная кислота, уксусная кислота и фосфорная кислота. Если требуется, можно добавить щелочь для достижения pH приготовления.

Смесь готовят при нагревании. Предпочтительной температурой образования геля является температура не менее 30°С. Более предпочтительна температура не менее 72°С. Предпочтительное время обработки связывают обратно пропорционально с температурой, при которой совершается обработка, и оно занимает от 30 секунд до одного часа.

По желанию, соль кальция можно добавить до нагревания смеси.

По желанию, по ходу стадии приготовления уровень pH можно регулировать в интервале от 5,0 до 8,0.

По желанию, концентрированную смесь можно охладить. Во время или после охлаждения, можно добавить ингредиенты из вышеупомянутого списка, чувствительные к нагреванию. Предпочтительными способами охлаждения являются охлаждение в шнековом кристаллизаторе - теплообменнике, охлаждение водяной рубашкой или вакуумное мгновенное охлаждение.

По желанию, сырный продукт может быть разрезан до расфасовки.

По желанию, исходные ароматизаторы можно добавить до приготовления (сыроварения), после приготовления или перед расфасовкой. Такие исходные ароматизаторы могут быть живыми организмами или ферментами, которые могут создавать ароматы через какое-то время в уже расфасованном продукте.

Полученную смесь расфасовывают. Расфасованные товары в дальнейшем можно охладить в хранилище. Условия хранения поддерживают таким образом, чтобы происходило созревание и развитие аромата продукта. Развитие аромата и созревание являются процессами, известными в области сыроделия.

Сырный продукт желательно расфасовать и хранить в прохладном хранилище до использования.

В альтернативном варианте выполнения сухой сырный ингредиент помещают в аппарат для производства плавленого сыра и используют как ингредиент при приготовлении плавленого сыра и плавленых сыроподобных продуктов.

С другой стороны, сухой сырный ингредиент можно использовать в рецептурах кондитерских изделий, диетических батончиков и подобных продуктов. Уникальную комбинацию высокого содержания белка и улучшенных способностей к образованию эмульсии и гидратации можно удачно использовать в таких продуктах, где часто ограничено количество воды для растворения.

Ниже представлены специфические примеры выполненных вариантов выполнения изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Производство сычужного ингредиента с высоким содержанием жира и низким содержанием кальция

Три мешка по 25 кг коммерческого концентрата молочного белка (MPC85,

ALAPRO 4850), восстановили в 50°С воде до 9% твердого остатка. Восстановленный раствор охладили до 10°С. Затем отрегулировали уровень pH охлажденного раствора до 5,85 3% раствором молочной кислоты.

ИОНООБМЕН

Охлажденный раствор (MPC85) с отрегулированным уровнем pH пропустили через колонну, содержащую 100 л RHOM & HAAS ионообменной смолы SR1LNa для уменьшения содержания кальция. После удаления не менее 90% кальция, добавили 196 кг (40% жирности) сливок к ионообменному раствору (МРС85). Соотношение кальция к белку в смеси было 3,320 мг/кг (1300 мг/кг порошка по таблице 1). Это соответствует удалению приблизительно 90% кальция, который присутствовал в молоке в начале процесса.

ХОЛОДНОЕ СЫЧУЖНОЕ СВЕРТЫВАНИЕ

Провели сычужное свертывание смеси на холоде. Australian Double Strength сычужный фермент добавили, при соотношении фермента к белку 0,25%, к обогащенному сливками MPC85 с дефицитом кальция, выдерживали при 10°С в течение 12 часов для проведения реакции.

СУШКА

Сычужную смесь выпарили (50-55°С) до 40% общего сухого остатка, гомогенизировали и затем сушили распылением.

Пример 2. Эффективность сычужного свертывания (Сравнение)

Сычужный раствор (из примера 1) нагрели до 50°С и выдерживали 1 час, чтобы гарантировать, что реакция прошла полностью. Никаких признаков образования сгустка или гелеобразования не наблюдали. Во втором примере, раствор хлористого кальция добавили в значительном количестве для образования сгустка белка. При нагревании сгустка в горячей воде (50°С), сгусток уплотнялся до тягучей консистенции типа сыра - моцарелла, определяющей, что ультраконцентрат, подвергнутый ионообмену, прошел сычужное свертывание (по способу, описанному в примере 1) с образованием сырного геля, но при отсутствии значительного количества кальция и нагревания. Когда такой же эксперимент провели на не обработанном сычужным ферментом ионообменном ультраконцентрате, образованный сгусток был мелкозернистым, рыхлым и не обладал гелеподобной консистенцией.

Пример 3. Горячее сычужное свертывание

Хотя обычно обработка молока сычужным ферментом является процессом, выполняемым партиями, эффективное сычужное свертывание при температурах выше, чем те, которые обычно используют в сыроделии, могло бы стать непрерывным процессом, который можно было бы использовать на стадиях сычужного свертывания, концентрирования и сушки желаемого процесса.

20% в весовом отношении раствора коммерческого порошка MPC85 со средним дефицитом кальция (NZMP4861) (приблизительно 12800 мг Ca/кг порошка, т.е. приблизительно 50-60% кальция удалено) восстановили смешиванием порошка с водой подвесной мешалкой в течение 30 минут при 50°С. Соотношение кальция к белку составило 15100 мг/кг.

Взяли образец восстановленного раствора и быстро добавили раствор хлористого кальция в количестве, достаточном для свертывания белка. Сгусток немедленно промыли горячей водой (50°С). После промывания консистенция сгустка была мелкозернистой, рыхлой и не обладала гелеподобной структурой.

К остатку раствора (при 50°С) добавили Australian Double Strength сычужный фермент при соотношении фермента к белку 0,25%.

Образцы отбирали каждые 15 секунд в течение первых 2 минут и затем каждые 5 минут, в течение 30 минут. К каждому образцу быстро добавили раствор хлористого кальция в количестве, достаточном для свертывания белка, и сгусток немедленно промывали горячей водой (50°С). Консистенция всех сгустков после промывки имела прочный тянущийся гелеподобный вид, показывающий, что белок быстро превращен сычужным ферментом в состояние, способное образовывать сыроподобный коагулянт, но при отсутствии кальция.

Это продемонстрировало, что при температуре 50°С и адекватном содержании сычужного фермента, реакция с казеином проходит быстро и, если удалено значительное количество кальция, раствор молочного белка, полностью обработанный сычужным белком, не станет гелем при температуре не меньше 50°С.

Пример 4. Производство термообработанного ингредиента со средним содержанием кальция и сычужного ингредиента

Ультраконцентрат обезжиренного молока (около 16% сухого вещества), содержащего 85% белка на сухой остаток, получили от производителя the Hautape site of Fonterra Co-Operative Group Limited. Этот ультраконцентрат развели деминерализованной водой в соотношении 1:1. Предварительно 120 л смолы SR1Lna переводили в ее калиевую форму, используя фармацевтически чистый хлористый калий, поставленный Bronson & Jacobs PTY Ltd., Auckland, New Zealand. 600 л разведенного ультраконцентрата разделили на две части 360 л и 240 л. Уровень pH партии ультраконцентрата (360 л) регулировали, используя лимонную кислоту, до pH около 5,9 и пропустили через ионообменную колонну, чтобы удалить кальций и заменить его калием. Прошедший обмен раствор имел pH около 6,8. 120 л ультраконцентрата, прошедшего ионообмен, смешали с 180 л ультраконцентрата, не прошедшего ионообмен, чтобы получить ультраконцентрат со средним содержанием кальция, с соотношением кальция к белку 16330 мг/кг (соответствующий 13500 мг/кг продукта в таблице 1) и достигли удаления около 50% кальция из исходного молока. Этот ультраконцентрат термически обработали до денатурирования сывороточных белков. Термообработка была приблизительно 4 минуты при 120°С.

Сычужный фермент добавили к термообработанному раствору и через приблизительно 30 минут при 50°С раствор выпарили до 20% сухого остатка и сушили распылением до получения порошка. Раствор не образовывал гель во время процесса испарительного концентрирования.

Пример 5. Хранение сухого ингредиента

Образец сухого сырного ингредиента, полученного, как описано в примере 1, был помещен в хранилище. В течение 20 недель изучали стабильность свойств ингредиента при хранении на примере цвета и уровня пероксидов при 30°С и 40°С. Разницу больше чем на единицу по шкале белизны определяют визуально. Что касается цвета, ингредиент был стабилен в хранилище при температуре 30°С и был нестабилен при 40°С. Все значения пероксидов (PV) были ниже порога сенсорного определения, показывая, что жир в ингредиенте был хорошего качества. Это тестирование позволяет сделать вывод, что ингредиент можно хранить и транспортировать к месту реализации, удаленному по времени и положению от поставщиков молока, и использовать, где и когда это удобно при изготовлении сыра.

Таблица 1
Композиция сухих ингредиентов
		Сычужный ингредиент с высоким содержанием жира и низким содержанием кальция (из примера 1)	Термообработанный сычужный ингредиент с низким содержанием жира, со средним дефицитом кальция (из примера 4)
Зольные вещества	% вес./вес.	3,71	8,18
Жир	% вес./вес.	50,4	Nil
Влага	% вес./вес.	1,66	1,44
Белок	% вес./вес.	39,17	82,6
Лактоза	% вес./вес.	4,43	7,7
Ca	мг/кг	1300	13500
Mg	мг/кг	94,4	580
K	мг/кг	1150	19000
Na	мг/кг	12300	382
Примечание: содержание минеральных солей приводится в мг/кг основного продукта

Пример 6. Регидратация и гелеобразование

Способ:

1. 330 г обработанного сычужным ферментом ингредиента с низким содержанием кальция и высоким содержанием жира (из примера 1, таблицы 1) поместили в кухонный комбайн и добавили 242 г кипящей воды и смешали с высокой скоростью. Удивительно, что быстро образовалась хорошая сыроподобная эмульсия без отделения жира, что сходно с расплавлением плавленого сыра.

2. Через 1 минуту смесь залили в форму и оставили отстаиваться. После охлаждения при комнатной температуре, сыроподобный гель можно было резать тонкими ломтиками, и плавить, и вытягивать, как сыр моцарелла при нагревании.

Это неожиданно показало, что полезный сырный продукт может быть получен из сычужного молочно-белкового ингредиента с низким содержанием кальция.

Пример 7. Сравнительный образец продукта, использующий нежирный термообработанный сычужный ингредиент, с низким содержанием кальция, получили в блендере типа кухонного комбайна (без добавления кальция)

Способ:

1. 152 г нежирного термообработанного сычужного ингредиента, с низким содержанием кальция (из примера 4, таблицы 1) и 178 г ОМЖ (безводный молочный жир) поместили в кухонный комбайн и измельчали до образования пасты.

2. Добавили 242 г кипящей воды и смешивали при высокой скорости. На этой стадии жир отделился, а эмульсия не образовалась полностью.

3. Смесь помещали в микроволновую печь для нагревания в течение 1 минуты на высокой мощности.

4. Смесь возвращали в кухонный комбайн и смешивали при высокой скорости до образования эмульсии.

5. Смесь заливали в кристаллизатор и оставляли.

После охлаждения при комнатной температуре, сыроподобный продукт имел комковатую текстуру, не вытягивающуюся при нагревании.

В дополнение к различиям в консистенции в сырных блоках, данные сыры пригодны для жарки на гриле. По сравнению с сыром, полученным из нежирного, термообработанного ингредиента сычужной обработки, со средним содержанием кальция (пример 7), сыр, полученный из высокожирного ингредиента сычужной обработки, с низким содержанием кальция (пример 6), имел другие характеристики плавления, вытягивания и образования пузырей.

Примеры 6 и 7 показывают, что ряд сыроподобных продуктов, имеющих разную консистенцию и характеристики плавления, может быть получен без добавления кальция на стадии образования продукта.

Пример 8. Приготовление плавленого сыра в ломтиках

При низкой консистенции, в двухшнековый Blentech CC45 миксер/аппарат для приготовления (Blentech Corporation, Rohnert Park, CA) добавили молотый, с высоким содержанием твердых частиц молодой чеддер (4500 г), молотый чеддер 40% FDM (1350 г), молотый зрелый чеддер (800 г), соленое масло (810 г), сычужный порошок с высоким содержанием жира и низким содержанием кальция (из примера 1, таблицы 1) (2350 г), соль (67 г), тринатриевую соль лимонной кислоты (334 г), динатриевую соль фосфорной кислоты (83 г), воду (1596 г) и сорбиновую кислоту (11 г). Эту смесь смешивали без нагревания при 130 об/мин в течение 5 минут до добавления лимонной кислоты (48 г). Смесь смешивали еще минуту и увеличили температуру до 87°С, используя прямое введение потока в течение 7 минут. После того как необходимой температуры достигли, горячий продукт смешивали в течение одной минуты прежде чем распределить расплавленную массу в ломтики на холодном столе. Охлажденный продукт имеет состав и текстуру, типичную для плавленого сыра в ломтиках (pH 5,77, влажность 39,9%).

Удивительно, что сычужный жиросодержащий ингредиент с низким содержанием кальция (пример 1), быстро гидрировался и был рассеян в эмульсию без образования комков или нерастворенных частиц. Наоборот, когда при получении плавленого сыра использовали традиционные сухие концентраты молочного белка (сухие ультраконцентраты), должны были бы проявляться нежелательные признаки медленной или плохой гидратации, слабая дисперсия и предрасположенность к образованию продукта с комками или небольшими невключенными частицами.

Пример 9: Текстура намазываемых сырных продуктов

Текстуру намазываемого плавленого сыра, полученного с использованием ингредиента, полученного по способу этого изобретения, измеряли и сравнивали с контрольными образцами, полученными с использованием стандартного MPC70 ингредиента и MPC70 с дефицитом кальция. Текстуру оценивали путем измерения модуля упругости (G') образца готового продукта. Модуль упругости получили на 0,1 Гц, используя анализатор консистенции, TA AR2000 реометр (TA Instruments - Waters LLC, New Castle, USA) при 20°С методом, описанным в ссылке Lee S.K. & Klostermeyer H., Lebensm.-Wiss. U-Technol., 34, 288-292 (2001). (Детальное описание модуля упругости представлено в Ferry (Ferry, J.D., (Ed.), Viscoelastic Properties of Polymers, 3^rd ed. New York. John Wiley & Sons. 1980)). Наблюдения за плотностью геля повторили измерения, полученные от других образцов, взятых из той же партии продукта (других картонных стаканов).

Рецептура образцов намазываемых продуктов

Сухой белковый концентрат приготовили из обезжиренного молока, который не содержал добавленного жира.

Контрольный образец 1 приготовили, используя стандартный 70% концентрат молочного белка (ALAPRO 4700), контрольный образец 2 приготовили, используя 70% концентрат молочного белка с уменьшенным содержанием кальция, ингредиентом 1 был молочный протеинат, полученный в соответствии с примером 1, в котором содержание белка составило 70%, ингредиент 2 был схож с ингредиентом 1 за исключением того, что ингредиент 2 термообработали в соответствии с примером 4.

Композиция белкового ингредиента

Использованные белковые ингредиенты имели композиции, представленные в таблице 2.

Таблица 2 Композиции ингредиентов
Ингредиент, %	ALAPRO 4700	MPC70 с дефицитом кальция	Образец ингредиента 1	Образец ингредиента 2
Жир	0,96	1,39	1,26	1,49
Белок	72,9	72,03	70,9	67,8
Лактоза	17,2	17,0	18,1	20,1
Зольные вещества	7,54	7,55	7,56	7,28
Влага	3,81	3,82	4,04	3,65
Na	0,21	0,74	1,31	1,39
Ca	2,01	1,54	1,13	1,05

Образцы спрэдов приготовили, используя рецептуры из Таблицы 3.

таблица 3 Рецептуры спрэдов
Ингредиент	Контрольный образец 1 (ALAPRO 4700)	Контрольный образец 2 (MPC70 с дефицитом кальция)	Ингредиент 1	Ингредиент 2
Соевое Масло, г	185,5	185,5	185,5	185,5
Белковый Ингредиент, г	85,1	82,5	83,8	87,7
Лактоза, г	3,2	5,2	4,2	0,1
ТНСЛК, г	13,28	13,54	13,91	13,86
ЛК, г	3,35	3,09	2,72	2,77
Соль,г	6,0	6,0	6,0	6,0
Вода (г) (включая допуск 11,0 г на испарение)	297,6	298,1	297,9	298,1
Итого, г	594,03	593,93	594,03	594,03
Измеренная Влага, %	51,2		51,1, 50,7	51,05, 51,1
Измеренный уровень pH	5,72	5,72, 5,72	5,77, 5,76	5,73, 5,75
Примечание: ТНСЛК - тринатриевая соль лимонной кислоты;
ЛК - лимонная кислота

Приготовление спрэдов

Намазываемые продукты приготовили, используя Vorwerk Thermomix TM 21 блендер двухлитровой емкостью (Vorwerk Australia Pty. Ltd., Granville, N.S.W., Australia).

Белковый ингредиент, т.е. MPC70 (70% белка (от сухого остатка) сухого концентрата молочного белка (ALAPRO 4700, Fonterra Cooperative Group Limited, Auckland)) гидрировали в соляном растворе (13,28 г тринатриевой соли лимонной кислоты (Jungbunzlauer GmbH, Perhofen, Austria), 3,35 г лимонной кислоты (Jungbunzlauer GmbH, Perhofen, Austria), 6,0 г хлористого натрия (Pasific Salt, Christchurch, New Zealand) и 200 г воды). Смесь гидрировали при 4°С в течение ночи.

Соевое масло (AMCO, Goodman Fielder, Auckland, New Zealand) нагрели в течение 1 минуты при температуре, установленной на 100, и скорости, установленной на 1 (это позволило получить масло с температурой 60°С).

Гидрированный МРС70, лактозу и оставшуюся воду (97,6 г) добавили к маслу. Смесь готовили при температуре, установленной на 85°С, в течение 7 минут и скорости, установленной на 4 (2000 об/мин). В конце каждой минуты скорость устанавливали в положение «Turbo» (12000 об/мин) на 3 секунды для тщательного смешивания эмульсии, а также для предотвращения горения и прилипания эмульсии к стенке аппарата. Горячую эмульсию налили в пластиковые закручивающиеся (крышки с резьбой) стаканы (объемом 4 пинты), перевернули и затем хранили при 4°С. Окончательный уровень pH составил 5,75±0,05.

Текстуру хранящейся эмульсии измеряли через неделю хранения анализатором текстуры ТА AR2000 (TA Instruments Waters LLC, New Castle, USA). Условиями измерения модуля упругости при малых осциллирующих напряжениях (G'измерение) были 20°С, 0,1 Гц и напряжение 0,005.

Композиция эмульсии

Намазываемые продукты имеют номинальную композицию из 51,0% влаги, 31,4% жира, 10,0% белка, 5,9% лактозы и 1,7% других остатков.

Текстура

Текстуры намазываемых продуктов, измеренные как G', показаны в таблице 4.

Таблица 4 Сравнение консистенции спрэдов
	Контрольный образец 1 (ALAPRO 4700)	Контрольный образец 2 (MPC70 с дефицитом кальция)	Ингредиент 1	Ингредиент 2
G'(Pa)	199, 177	246, 279	1295, 1269	1326, 1285

Ингредиенты по изобретению обеспечили улучшенную текстуру (твердость) намазываемых продуктов по сравнению с необработанными контрольными образцами.

Источники информации

Bastian E.D., Collinge S.K. & Ernstrom C.A. (1991) "Ultrafiltration: Partitioning of milk constituents into permeate and retentate". Journal of Dairy Science, 74, 2423-2434.

Sing H. & Fox P.F. (1987) "Heat stability of milk: influence of colloidal and soluble salts and protein modification on the pH-dependent dissociation of micellar -casein". Journal of Dairy Research, 54, 523-534.

Varnam A.H. & Sutherland J.P. "Milk and milk products". Technology, chemistry and microbiology, p.175. Chapman & Hall, London.

Udabage P., McKinnon I.R. & Augustin M.A. (2001) "Effects of mineral salts and calcium chelating agents on the gelation of renneted skim milk". Journal of Dairy Science. 84, 1569-1575.